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CN1368900A - 干燥、分离、分类和分解废品的方法和装置 - Google Patents

干燥、分离、分类和分解废品的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及垃圾处理业的领域,特别是应用于加工已经部分地分解了的废品的一种方法和一种装置。本发明的目的在于,提供一种方法和一种装置,用于进一步并尽可能充分地转化和利用废品脱气或气化后残留的剩余产品。此目的通过一种方法解决,即在压力下把空气和废气分开地从下面引入到腔室中,空气主要是轴向地引入所述的腔室中,而废气主要是切向或者径向地引入到所述的腔室中。本发明的目的在很大的程度上通过一种装置解决,在装置中于漏斗形的底中有分开的引入空气和废气的开口,空气主要是轴向地从下方而废气主要是切向或者径向地进入反应间。

Description

干燥、分离、分类和分解废品的方法和装置
技术领域
本发明涉及机器制造、垃圾处理业和造纸业的领域，并且涉及干燥、分离、分类和分解废品，特别是在脱气处理或者气化(高温分解)后产生的已经部分地分解了的废品的一种方法和一种装置。
现有技术
在回收处理旧纸张的加工中，在机械加工除渣的浮选之后还残留有剩余物。这些剩余物可以含有不同的量、浓度和种类的成团的纸、纸板残渣、塑料块、木质残余、金属零件及其它不一而足。这些残余物的总体称为残渣。
这些残渣在从淘洗处理出来后，有时是经过重力脱水的中间储存后，一般地存放在一个特殊垃圾场上。
此时，这些残渣平均地含有50％的水，这些水可以是表面的水，也可以是吸入到纸和木质部分中的水。
已经公知或者说明了各种不同的方法和装置，它们包括了制备和/或燃烧和/或气化垃圾、废品，还有残渣。
根据EP0609802A1公知用于固体燃料或者垃圾的连续脱气和/或气化的一种方法和一种装置。
所述装置由一种井筒状反应器组成，送料、气态气化剂和产生的气态燃料在这里以平行流向下引导。气化剂在一个处于机罩部中的螺旋形的对流热交换器中由气态燃料预热。这利预热的气化剂在反应器的陶瓷炉体中的螺旋形或波浪形的槽路中以及在突出到送料下部的、起炉子终端作用的活动的或是固定的、圆锥形或者抛物体形的中心体中进一步加热。炉蓖条由一个实心圆锥体状的或者空心圆锥形环体状的、可旋转、可以竖直推移的相应配合件构成，它能够在与炉底相对处打开一个可调节环形通道以提出气态燃料及排出灰尘、糊状物、凝结残留物等形式的固体或液体反应产物。
这种方法和装置的缺点是，固体燃料或垃圾脱气或者气化不完全。
本发明概述
本发明的目的在于，提供一种方法和一种装置，这种方法和装置在废弃物脱气和/或气化后进一步并且尽可能充分地转化和利用残留的剩余产品。该任务通过权利要求书中所述的本发明解决。对本发明的改进构成了从属权利要求的主题。
通过根据本发明的装置和方法可能达到，进一步并尽可能地转化垃圾尤其是经脱气或气化处理后尚未完全分解的废品，从而可以达到近乎无特别措施并且尽可能无害地转送到环境中或者堆放场中。
根据本发明的装置功能如下：
例如垃圾高温分解后得出的已经部分或者大部分转化的固体废品与废气一同从上方送入一个井筒形的腔室。它们首先沉积到所述腔室的漏斗形的底部。这个漏斗形的部分可以优选地做成截锥形或井筒形并且直线形地集中和/或分散地安置的。在加入首批固体废品后及此后用固体废品给所述腔室加料的时候，从下部通过处于腔室漏斗形部分中部的排料开口的双层壁部分鼓入空气，优选预热过的空气。鼓风优选使用6-8kPa的压力进行。
这里所述腔室的漏斗形部分优选地做成截锥形，并且在上部全部或者部分地做成双层壁，由此可以在两壁之间实现一个确定的间隙。
同时通过同样设计为双壁的输入井筒把来自高温分解工序的废气即高温分解气体与所述腔室漏斗部分相平行地和/或同样优选地来自高温分解工序的固体气体混合物相切地输入到所述腔室中。开口把高温分解气体和/或固体气体混合物强制地引导到已投入固体的区域并且引入到可与输入空气相遇处。高温分解气体同样也用6-8kPa.的压力输入。
空气和废气经之投入到所述腔室中的开口，优选地通过在所述腔室内截锥形部分中的两个交错安置的截锥形嵌入物构成。通过该嵌入物在腔室壁和第一嵌入物之间和这两个截锥形嵌入物之间分别构成一个环形的间隙。这些环形的间隙优选地又是可以改变的，因为嵌入物是可以相对和朝向腔室壁推移的。通过环形间隙大小的改变可以调节输入空气及废气的流速。
从固体床穿过时，高温分解气体从灰尘和焦碳之类的固体组分中游离出来。
输入的空气在从固体床穿过时就已经能与固体材料进行反应了。原有的碳和碳氢化合物被转化为CO，CO2，H2O和H2。这里放出的反应热量致使固体床和气体混合物的温度升高到约1200℃。这样的温度足以把气体混合物中较高级的气态碳氢化合物裂解。
为了开始实施整个工艺流程和保证反应的温度，在所述腔室的上部，优选为圆柱形，安装进一个燃烧器。
在腔室的上部区域中溢出的气体在很大程度上从碳氢化合物和较高级的碳氢化合物中游离出来并且含有氮和高组分的CO和H2。还处于气体中的固体材料颗粒可以在一个后接的旋风分离器中分离出来。
经输出口可以把很大程度上转化了的不含碳及碳氢化合物的固体材料排出。
灰烬和碳之类的未转化的固体残余物收集在安排在中央的收集漏斗中，然后经后接的带有排灰装置的井筒排出。
通过向上鼓的空气及高温分解气体混合物，在所述腔室中出现一种速率对称的旋风，旋风沿轴向有一种喷泉的形状，通过它收取松散地堆放的固体材料然后从腔室壁带到腔室的轴心区域。在轴心区域全部或者部分转化了的固体材料由于其密度不同而相应地落到腔室底的不同的位置上，从而可以有利地分类排出。不能通过流入的空气吹起的固体材料同样从出口排走。
形成的气流是稳定的并且可以通过装入一根在起伏的填充时用于均匀固体材料流通的导管进一步加以稳定。空气吞吐量的变化也可以在很大的范围内不改变气流。
实施本发明的最佳方式
下面就一个实施例详细地说明本发明。
井筒状的腔室是一种圆柱形的容器，直径为2000mm且壳体长度为4000mm，上部用一个筒形底封闭，而下部为一个有45°倾角的截锥体。在壳罩的上部区域中有一个切线地插入的直径500mm的排气管。所述腔室转接在容器圆柱形与容器截锥形部分之间过渡区中的一个台座上。容器的由碳钢构成的壳罩对反应气体用一个200mm厚的外壁加以防护。截锥形的底有一个轴向安排的1000mm直径的输入空气的接收面。截锥形的底部此外还有一个切开180°以上的侧面的环形间隙，废气和固体材料一起以20m/s的流速经该环形间隙输入，并且在腔室的周边均匀地分布。向着中心漏斗状交错地安排两个截锥形的导向片。较大且靠下的有700mm的直径，而另一个有500mm的直径。从下向上轴向地进入的空气穿过固体床然后与废气相遇。气体混合物沿容器壁上升着向外拽扯固体颗粒，并且与气体混合物反应。在容器的上三分之一气流向内下降然后静止下来，从而尚未热分解的碳和灰烬部分重新向下落。在下面它们落在一个安排在中心的通到下部区域的收集漏斗中然后由一个螺旋式输送机清除。热的气体混合物引起与700℃的含碳颗粒的反应，由此放出能量，放出的能量把混合气体和反应器壁加热到1200℃。由于容器的截面大和与此相关的气流静止得到了充足的时间把碳分解成CO和CO2。含碳的参与工艺过程气体的残余水分也被转变成CO和H2。空气和废气在其间流出的所述的两个截锥形嵌入物可通过固定装置进行调节从而能够优化流速。这两个嵌入物用陶瓷制造。
为了保证开始化学反应，特别是在进料的过程中保证开始化学反应，以及以后用作保险点火源，可以在容器的下圆柱形部分轴向地安排一个功率为4kW的等离子体焊枪形式的点火燃烧器，这种点火燃烧器是不依赖压力工作的，并且可以在任何工作条件下接通或者关闭。

Claims (20)

1.一种方法，用于干燥、分离、分类和分解废品尤其是垃圾脱气和/或气化得出的废品，其中，把固体废品从上面或者与废气一起输入到一个井筒状的腔室中然后全部或部分地沉积在井筒状腔室的漏斗形的下部，并且同时或连续地把空气和经脱气和/或气化过程分离出的废气在压力下从下面输入到所述的腔室中。此时空气基本上沿轴向方向而废气基本上沿切线方向或者径向方向输入到所述的腔室中，并且从而在腔室中产生一个速率对称的喷泉样的固态和气态体物的旋流，接着或者是在连续的流程中，把干燥、分离、分类和基本上分解了的产物向下从腔室卸出。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，投入的废品由焦碳、灰烬、碳氢化合物、CO2、CO、H2和H2O组成。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在腔室的截锥形的底上轴向地通过排料井筒的圆形的、双壁的部分输入空气。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，把空气预热和/或用一个6-8kPa的压力输入到所述的腔室中。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，通过所述腔室的截锥形部分中的开口切向地输入废气，废气在固体材料区域中与输入的空气相遇。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，用6-8kPa的压力把废气输入到所述腔室中。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，空气和废气的流速受控制。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述腔室的截锥形的底中一个或两个交错放置的截锥形嵌入物构成一个或者两个彼此相对并且相对于所述腔室底可调节的环形间隙，通过其中一个环形间隙轴向地输入空气，而通过另一个环形间隙切线方向或者径向地输入废气。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，通过改变环形间隙的大小调节空气和/或废气的流速。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，一个在圆柱形部分中安排的支持燃烧器在刚启动的状态下引入反应而在运转的状态下保证不断地保持反应。
11.一种装置，用于干燥、分离、分类和分解废品尤其是垃圾脱气和/或气化得出的废品，由一个井筒状的反应腔室构成，其底是漏斗形地构成的，在此底上有分别用于输入空气和从脱气和/或气化过程中分离出的废气的分开的开口，开口安排应使空气基本上沿轴向方向而废气基本上沿切线方向或者径向方向进入反应室，而在反应器腔室的漏斗形底中有一个开口，起把干燥、分离、分类和分解了的产物卸出的作用，在反应器的上部有一个排气开口。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，腔室的漏斗形的下部为截锥形或者井筒形。
13.根据权利要求11所述的装置，其中，腔室的截锥形部分和排气井筒应全部或者部分为双壁。
14.根据权利要求11所述的装置，其中，把空气和废气的开口在截锥形的部分中安排得，使这些气流至少部分地在堆积的固体材料内部相遇。
15.根据权利要求11所述的装置，其中，所述开口的大小是可以改变的。
16.根据权利要求11所述的装置，其中，所述的开口通过一个或两个交错安排在腔室的截锥形部分中的截锥形嵌入物以一个或两个环形间隙的形式构成，其中通过一个环形间隙向腔室中流入空气而通过另一个环形间隙向腔室中流入废气。
17.根据权利要求11所述的装置，其中，所述的两个截锥形嵌入物彼此可以相对移动并且可以相对于所述腔室壁移动。
18.根据权利要求11所述的装置，其中，废气的开口是一个侧面切了180°以上的环形间隙。
19.根据权利要求11所述的装置，其中，出气井筒有多个开口，分类了的终产品可以分开地从这些开口卸出。
20.根据权利要求11所述的装置，其中，在腔室的圆柱形部分安排一个支持燃烧器。
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